20152

Оптические однокоординатные приборы, работающие по принципу сравнения с концевой мерой

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Последний может поворачиваться на оси 9 обеспечивая возможность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях. При освещении белым светом на фоне шкалы видна одна черная ахроматическая полоса и по обе стороны от нее несколько окрашенных полос убывающей интенсивности. Интерференционные полосы при освещении монохроматическим светом используются для определения цены деления шкалы прибора и для его поверки. Для получения необходимой цены деления с задаются к интерференционных полос и...

Русский

2013-07-25

123.5 KB

13 чел.

Оптические однокоординатные приборы,

работающие по принципу сравнения с  концевой мерой.

В этих приборах используют физические явления интерференции света с получением полос равной ширины.

Луч света, проходя через стеклянную пластину, на нижней плоскости В разделяется на два пучка. Один, отразившись от плоскости В, выходит вверх наружу; а второй проходит клин между плоскостями А и В, отражается от плоскости А, снова стремится к плоскости В, проходит через нее и выходит наружу вместе с первым пучком.

Рис. 2.1

Путь луча S2 больше пути луча S1. Разность хода этих лучей зависит от высоты воздушного клина. Вследствие разности хода лучей они будут интерферировать, образуя чередующиеся светлые и темные полосы, параллельные ребру клина. Расстояние между серединами двух соседних темных или двух соседних светлых полос в интерференционной картине называют шириной интерференционных полос и обозначают буквой «b».

Разность высот клина, соответствующая ширине одной интерференционной полосы, равна половине длины волны . Следовательно, при монохроматическом свете высота воздушного клина над первой от ребра черной полосы равна ; над второй -2; над третьей - 3и т.д. Это правило сохраняется и при изменении угла клина.

Вертикальный и горизонтальный контактные интерферометры

Интерференционные приборы основаны на использовании явления интерференции световых волн. В интерферометрах для линейных измерений используется оптическая схема двухлучевого интерферометра Майкельсона с образованием интерференционных полос равной толщины. Интерферометры делятся на контактные и бесконтактные.

Рис.2.2 Вертикальный контактный интерферометр

Контактные интерферометры, разработанные инженером И.Т.Уверским, выпускаются заводом «Калибр» по ГОСТ 8290-57 с переменной (регулируемой) пеной деления от СК05 до 0,02 мкм двух типов: - вертикальные ИКПВ (рис. 2.2) и горизонтальные ИКПГ (рис. 2.3). Оба интерферометра имеют одинаковые интерфереционные трубки, оптическая схема которых показана на рис. 2.4. Свет от лампы 1 направляется конденсором 2 через диафрагму 3 на полупрозрачную разделительную пластину 6. Часть света, пройдя через пластину 6 и компенсатор 11, отразится от зеркала 12, закрепленного на верхнем конце измерительного стержня 13, и через компенсатор 11 снова вернется к пластине 6. Другая часть пучка света, отразившись от рабочей поверхности разделительной пластины 6, направляется к зеркалу 5 и после отражения снова возвращается к пластине 6.

Рис. 2.3. Горизонтальный контактный интерферометр

Встретившись на рабочей поверхности пластины 6, обе части пучка света интерферируют при небольшой разности хода. Объектив 7 проецирует интерференционную картину полос 1 равной толщины в плоскость сетки 8. Интерференционные полосы и нанесенная на сетку шкала наблюдаются через окуляр 10. Последний может поворачиваться на оси 9, обеспечивая возможность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях.

Интерференционные полосы равной толщины образуются в результате поворота зеркала 5 на небольшой угол, создающий мнимый клин, образованный поверхностями зеркал 12 и 5. При освещении белым светом на фоне шкалы видна одна черная (ахроматическая) полоса и по обе стороны от нее - несколько окрашенных полос убывающей интенсивности. Черная полоса соответствует положению ребра мнимого клина.

Поле зрения окуляра

Рис. 2.4. Схема трубки интерферометра

При включении светофильтра 4 наблюдается интерференционная картина при монохроматическом освещении. При этом все поле зрения окуляра заполняют полосы одинаковой интенсивности. Расстояние между отдельными полосами соответствует половине длины световой волны, пропускаемой светофильтром. Интерференционные полосы смещаются в поле зрения окуляра в соответствии с величиной перемещения измерительного стержня. При измерениях пользуются освещением белым светом, причем черная интерференционная полоса служит указателем при отсчетах по шкале, имеющей по 50 делений в обе стороны от нуля. Интерференционные полосы при освещении монохроматическим светом используются для определения цены деления шкалы прибора и для его поверки.

Цену деления интерферометра изменяют поворотом зеркала 5 с помощью регулировочного винта.

Для получения необходимой цены деления с задаются к интерференционных полос и определяют соответствующее ему число п делений шкалы по формуле

,

где /2 - половина длины волны используемого монохроматического света (указана на окулярной сетке прибора). Число к интерференционных полос рекомендуется выбирать в зависимости от цены деления по формуле

к = 160с

где с-в мкм.

Тогда

.

При регулировании цены деления шкалы прибора включают светофильтр и, поднимая измерительный стержень интерферометра, вводят на середину шкалы зону наиболее отчетливых интерференционных полос. Намечают любой штрих (например, 20-й) и от него отсчитывают п делений. Изменяя ширину интерференционных полос поворотом зеркала 5, совмещают интервал к полос с намеченным интервалом п делений шкалы.

Регулировка считается удовлетворительной, если при многократном арретировании погрешность совмещения интервала к полос с интервалом п делений шкалы не превысит десятой доли деления. Поверку цены деления шкалы производят аналогичным образом.

Вертикальный контактный интерферометр (рис. 2.2) имеет жесткие литые основания и стойку 10, по направляющим которой перемещаться при помощи кремальеры 9 кронштейн 8, несущий трубку интерферометра 7. Винт 6 позволяет перемещать шкалу трубки в пределах ±10 делений. На трубке закреплен теплозащитный экран 5. Измерительный стол 4 может перемещаться в вертикальном направлении винтом микроподачи 3 и стопориться в установленном положении винтом 2.

Горизонтальный интерферометр (рис. 2.3) имеет станину 8 с горизонтальными направляющими, по которым с помощью маховичков 1 и 7 перемещаются измерительная бабка 5 с трубкой 6 и пинольная бабка 2 с пинолью 3. Пиноль 3 и стол 4 устроены аналогично соответствующим узлам горизонтального оптиметра.

Измерения на горизонтальном интерферометре производят так же, как и на горизонтальном оптиметре.

Контактные интерферометры применяются преимущественно с ценой деления 0,05 и 0,1 мкм. Основное назначение контактных интерферометров - поверка концевых мер длины разрядов 2, 3 и 4 и классов 0,1 и 2. На контактных интерферометрах поверяют также размеры и форму особо точных изделий.

В соответствии с общим направлением развития оптических приборов в настоящее время осваивается производство контактных интерферометров с экраном, значительно облегчающим отсчет по шкале прибора. Экранные интерферометры выпускаются с ценой деления от 0,02 до 0,2 мкм.

Погрешность показаний интерферометра не должна превышать

, мкм,

где п - число делений шкалы от нулевого штриха;

с - цена деления шкалы в мкм;

- длина волны света, пропускаемой светофильтром, мкм;

- погрешность измерения длины волны света, мкм.

Принимая согласно ГОСТ 8290-57 получим

, мкм.

Разность показаний при измерениях одной и той же величины на положительной и отрицательной частях шкалы и вариация показаний интерферометра не должны превышать 0,02 мкм (вариации показаний горизонтального интерферометра при измерениях с применением стола не должны превышать 0,05 мкм).

Погрешность показаний контактных интерферометров поверяют парным методом по концевым мерам 1-го разряда на следующих интервалах шкалы: от 0 до +0,001 мм и от 0 до -0,001 мм при цене деления 0,05 мкм; от 0 до +0,01 мм и от 0 до -0,01 при цене деления 0,2 мкм.

Каждый интервал поверяют с помощью 9 концевых мер, из которых образуют 8 пар с градацией размеров, равной значению поверяемого интервала шкалы, т.е. 0,001 и 0,01 мм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71883. Исследовательские проекты 15.08 KB
  По этому критерию выделяют: модернизационные новаторские опережающие пионерные проекты. С точки зрения масштабности исследовательские проекты можно разделить на монопроекты выполняются одной организацией мультипроекты комплексные программы мегапроекты многоцелевые комплексные программы.
71884. Инновационный проект 17.81 KB
  Одной из форм инновационного проекта является исследовательский проект. Исследовательский проект – это выполнение исследований и разработок, направленных на решение актуальных теоретических и практических задач, имеющих социально-культурное, народнохозяйственное, политическое значение.
71886. Инновационная стратегия 15.26 KB
  В конечном счете весь аппарат выявлений закономерностей можно свести к пяти методам: Метод структурно-морфологического анализа для выявления внутреннего состава предметной области для фиксации появления принципиально новых разработок.
71887. Этапы планирования инновационной стратегии 15.23 KB
  Формулировка общей цели организации. При этом учитывают основное направление деятельности фирмы, рабочие принципы во внешней среде (торговли, отношения к потребителю, ведения деловых связей и т.д.), культуру организации, ее традиции и микроклимат.
71888. Стратегическое планирование 15.37 KB
  Стратегическое планирование преследует две основные цели: 1 эффективное распределение и использование ресурсов внутренняя стратегия 2 адаптация к внешней среде внешняя стратегия. Этапы планирования инновационной стратегии: Формулировка общей цели организации.
71889. Стратегии развития предприятия 14.78 KB
  В зависимости от поведения менеджеров различают следующие виды инновационной стратегии: традиционная стратегия пассивная возможно применение в краткосрочном периоде в целях экономии средств но в долгосрочном периоде - неэффективна оппортунистическая предприятия занимается...
71890. Задачи и основные принципы экспертизы 16.67 KB
  Существуют три основных метода экспертизы инновационных проектов финансируемых из бюджета: Описательный - суть состоит в том что рассматривается потенциальное воздействие результатов осуществляемых проектов на ситуацию на определенном рынке товаров и услуг.
71891. Методы отбора инновационных проектов 16.63 KB
  Инновационные проекты представленные инвесторам должны быть сопоставимы по: 1 качественным параметрам инноваций; 2 фактору времени; 3 уровню цен тарифов маркетинговой проработке условиям оплаты труда.